“我要金手指”——由模式谈面向对象的基本原则之依赖颠倒原则

传说有一天，神看到一个乞丐，动了怜悯之心。他对乞丐说，我将满足你的一个愿望，你要什么我会给你什么。说罢，怕乞丐不信，用手一指，乞丐面前出现了一个馒头；再一指，乞丐面前出现了一叠钱；再一指，乞丐面前出现了一队金砖。乞丐当然是看得目瞪口呆，神将那些收了回去，对乞丐说，说吧，你想要什么？乞丐回过神来，大喜道，我要你的那只手指。

各位请看，这位聪明的乞丐是多么会使用面向对象的基本原则啊！他知道，无论要任何具体的东西，馒头、钱或者金子。其数量都是有限的，都会有尽头，如果花完了就不再有了；但是那只金手指却不一样，它虽然也只有一个，但是可以无穷尽的产生各种具体的东西。如果我们把各种具体的东西，如馒头、钱和金子比作对象，而把乞丐比如这个类的使用者、或者说依赖对象，而神的那只金手指则是那些具体对象的抽象；那么这个故事就讲述了面向对象的一个基本原则——依赖颠倒原则。它的意义在于阐述了这样一个道理：类的使用者或者说依赖者（乞丐）不能依赖某个具体的类（馒头、钱或金子），而要依赖于它们的抽象（金手指）。

依赖颠倒原则：高层模块不应依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

很明显，遵从这个原则有三个主要的好处：一是扩展性好，可以随时增加一个实现了抽象类的具体类，而在类的使用者或依赖者不需要做任何改动。二是对被依赖类的使用的灵活性大大增加了，客户端可以在运行期决定使用哪一个具体类。三是代码的重用性好，所有的具体类都有统一的接口，那么客户端不必为每一个具体类写类似的代码。

Composite（组合）模式是我们的一种常用模式，它是一种应用在“整体部分”的结构上一种模式。如我们将要说到的“树”就非常适合应用这种模式，因为叶子和树是一种典型的“部分与整体”的关系。下面我们来看看该模式是怎么来解决这个问题的。

首先定义一个接口：

public interface TreeComponent {
public void first();
public void middle();
public void rear();
public int deepth();
}
然后是叶子的实现：

public class Leaf implements TreeComponent {
private String leaf;
public Leaf(String leaf)
{
this.leaf = leaf;
}
public void first() {
System.out.println(leaf);
}
public void middle() {
System.out.println(leaf);
}
public void rear() {
System.out.println(leaf);
}
public int deepth()
{
return 1;
}
}
树的实现：

public class Tree implements TreeComponent {
private String treeTop;
private TreeComponent left;
private TreeComponent right;
public Tree(String treeTop,TreeComponent left,TreeComponent right)
{
this.treeTop = treeTop;
this.left = left;
this.right = right;
}
public void first() {
System.out.println(this.treeTop);
if(this.left!=null)
{
this.left.first();
}
if(this.right!=null)
{
this.right.first();
}

}
public void middle() {
if(this.left!=null)
{
this.left.middle();
}
System.out.println(this.treeTop);
if(this.right!=null)
{
this.right.middle();
}

}
public void rear() {
if(this.left!=null)
{
this.left.rear();
}
if(this.right!=null)
{
this.right.rear();
}
System.out.println(this.treeTop);

}

public int deepth()
{
int ld = 0;
int rd = 0;
if(this.left!=null)
{
ld = this.left.deepth();
}
if(this.right!=null)
{
rd = this.right.deepth();
}
return (ld>rd?ld:rd)+1;
}
}
我们来看Tree类的两个依赖都是TreeComponent接口，满足依赖颠倒原则的低层应该依赖高层、细节应该依赖抽象的要求。这样做的好处是很明显的：使得树的左儿子和右儿子都既可以是叶子也可以是树，那么树的扩展性得到了很大的提高；而且在客户端使用时，树和叶子都可以使用同一个算法，减少了代码的重复。

命令模式、策略模式和状态模式的思路都一样：将关注点分离开来，使它们都实现统一的接口，然后再客户端进行调用。这样做的好处有很多：首先是分离了关注，满足了单一指责原则；然后是客户端由对细节的依赖转移到对抽象的依赖，这样使得系统的扩展性良好、能在运行期内使用关注。下面我们以命令模式来看看它怎么来遵从依赖颠倒原则的：

假如我们有如下代码：

if(….)
{
//do action 1
……
}
else if(…)
{
//do action 2
……
}
else if(……)
{
//do action 3
……
}
……
很明显，客户端对细节的依赖很强。这样的代码都很多缺点：第一容易造成逻辑混乱，这么多的if…else…，而每一个动作都可能有复杂的逻辑，这样很容易造成混乱。第二不是动态绑定，需要事先确定有哪些动作。等等。

我们来将这些代码用命令模式来进行改造。

首先是做一个命令接口：

public interface Common
{
public void doCommon();
}
然后用那些动作的代码来实现这个接口：

public class Common1 implements Common
{
public void doCommon()
{
//do action 1
……

}
}
其他的类如它类似，然后我们做一个工厂来生产这些具体的类：

public class Factory
{
//这些类所在的路径
private String path = “……”;
//生产具体类
public static Common getInstance(String type)
{
try
{
Class cls = Class.forName(this.path+type);
Return (Common)cls. NewInstance()
}
catch(Exception e)
{
return null;
}
}
}
最后我们的客户端调用就可以像这个样子：

Common common = Factory.getInstance(type);
Common.doCommon();
这样，客户端依赖就由对细节的依赖转化为仅仅对抽象Common的依赖了，满足了依赖颠倒原则。类（Common接口和一些具体实现类）的作者可能并不知道客户端在运行期要调用那个具体实现类，可能不在他所作的那些具体实现类里，而是由使用者自己新增的实现类。由于需求的变化，使用者可能需要新增新的行为或动作，没关系，使用者只要实现Common接口就行。

可以说依赖颠倒原则是面向对象的一个基础。这一原则在指导我们使用类的多态性，然后我们才获得了运行期绑定的能力。而这种能力是我们面向对象最有价值的技术之一。正是基于此，绝大多数的模式都要使用抽象来转移依赖，以达到优化设计的目的。

在我们的面向对象的分析和设计过程中，我们总是在不停的减少和转移依赖，而这种减少和转移依赖的方法就是在依赖颠倒原则的指导下进行的。